package Algorithm.Prim;

import java.util.Arrays;

public class PrimAlogorithm {
    public static void main(String[] args) {
        //测试看看图是否创建成功
        char[] data = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};
        int vertexs = data.length;
        //邻接矩阵的关系使用二维数组表示 10000表示大数 表示两个点之间不连通
        int[][] weight = new int[][]{
                {10000, 5, 7, 10000, 10000, 10000, 2},
                {5, 10000, 10000, 9, 10000, 10000, 3},
                {7, 10000, 10000, 10000, 8, 10000, 10000, 10000},
                {10000, 9, 10000, 10000, 10000, 4, 10000},
                {10000, 10000, 8, 10000, 10000, 5, 4},
                {10000, 10000, 10000, 4, 5, 10000, 6},
                {2, 3, 10000, 10000, 4, 10000, 6, 10000}
        };

        //创建MGraph对象
        MGraph graph = new MGraph(vertexs);
        //创建一个MinTree对象
        MinTree minTree = new MinTree();
        minTree.createGraph(graph, vertexs, data, weight);
        //输出
        minTree.showGraph(graph);
        //测试普利姆算法
        minTree.prim(graph, 0);
    }
}

//创建最小生成树 -> 村庄的图
class MinTree {
    //创建图的邻接矩阵

    /**
     *
     * @param graph 图对象
     * @param vertexs 图对应的顶点个数
     * @param data 图的各个顶点的值
     * @param weight 图的邻接矩阵
     */
    public void createGraph(MGraph graph, int vertexs, char[] data, int[][] weight) {
        int i, j;
        //初始化
        for (i = 0 ; i < vertexs ; i++) {//顶点
            graph.data[i] = data[i];
            for (j = 0 ; j < vertexs ; j++) {//初始化邻接矩阵
                graph.weight[i][j] = weight[i][j];
            }
        }
    }
    //显示图的方法
    public void showGraph(MGraph graph) {
        for (int[] link : graph.weight) {
            System.out.println(Arrays.toString(link));
        }
    }

    //编写prim算法 得到最小生成树

    /**
     *
     * @param graph 给定的图
     * @param v 表示从图的第几个顶点开始生成 'A' -> 0
     */
    public void prim(MGraph graph, int v) {
        //标记顶点是否被访问过
        int[] visited = new int[graph.vertexs];
        //默认都为0表示都未访问过

        //把当前这个结点标记为已访问
        visited[v] = 1;
        //用h1和h2记录两个顶点的下标
        int h1 = -1, h2 = -1;
        //将该值初始化为较大值 后面在遍历过程中 会被替换
        int minWeight = 10000;
        for (int k = 1 ; k < graph.vertexs ; k++) {//因为有vertexs个顶点 所以算法后 会有vertexs-1条边

            //这个是确定每一次生成的子图和哪个结点的距离最近
            for (int i = 0 ; i < graph.vertexs ; i++) {//i表示被访问过的顶点
                for (int j = 0 ; j < graph.vertexs ; j++) {//j结点表示还没有访问过的结点
                    if (visited[i] == 1 && visited[j] == 0 && graph.weight[i][j] < minWeight) {//
                        //替换minWeight(寻找已经访问过的结点和未访问过的结点的权值的最小边)
                        minWeight = graph.weight[i][j];
                        h1 = i;
                        h2 = j;
                    }
                }
            }
            //找到一条边是最小
            System.out.println("边<" + graph.data[h1] + ", " + graph.data[h2] + "> 权值" + minWeight);
            //将当前这个找到的结点标记为已经访问
            visited[h2] = 1;
            //minWeight重新设置为最大值
            minWeight = 10000;
        }
    }
}

class MGraph {
    //表示图的结点个数
    int vertexs;
    //存放结点数据
    char[] data;
    //存放边 这就是我们的邻接矩阵
    int[][] weight;

    public MGraph(int vertexs) {
        this.vertexs = vertexs;
        data = new char[vertexs];
        weight = new int[vertexs][vertexs];
    }
}